第九章凸轮

1.Modes of Input/Output Motion 按两活动构件之间的相对运动特性分类
➢ 转动凸轮直动推杆 ➢ 转动凸轮摆动推杆 ➢ 移动凸轮
Rotating cam-
translating follower 转动凸轮直动推杆
Rotating cam-
Rotating follower 转动凸轮摆动推杆
Translating cam-
translating follower 移动凸轮
2.shape of the follower end 按推杆末端形状分类
➢ Knife-edge follower 尖顶推杆 ➢ Roller follower 滚子推杆 ➢ Flat-faced follower 平底推杆
正确选择和设计从动件的运动规律，是凸轮机构设计的 重要环节。
运动规律:
位移 速度 加速度 跃度
s=f()
v d s d s d w d s dt d dt d
Knife-edge follower 尖顶推杆
Roller follower 滚子推杆
Flat-faced follower 平底推杆
3.Cam Shape 按凸轮形状分类
➢ Plate cam or disk cam(盘凸轮) ➢ Grooved cam (槽凸轮) ➢ Cylindrical cam （圆柱凸轮） ➢ End cam （端面凸轮）
凸轮和从动件 Cam and Follower
凸轮是一个具有局限轮廓或凹槽的构件，通常作等速转
动,也有作往复摆动或移动的。被凸轮直接推动的构件称
为从动件.
2. 凸轮机构
3 frame 2 follower 1 cam
1 ─ cam
2 ─ follower
Higher-pair mechanism
凸轮连杆组合机构
圆柱凸轮输送机
自动机床进刀凸轮机构
绕线机凸轮机构
圆柱凸轮分度机构
Compare with the linkage, what kind of condition is more suitable to use cam mechanism?
§9-2 凸轮机构的分类
➢ 按两活动构件之间的相对运动特性分类 ➢ 按推杆末端形状分类 ➢ 按凸轮形状分类 ➢ 按从动件的位置分类 ➢ 按凸轮高副的锁合方式分类
➢ 对心从动件 ➢ 偏置从动件
In-line follower
Offset follower
Can you tell the name of this cam mechanism?
对心直动平底从动件 盘状凸轮机构
§９-3 从动件运动规律
1.凸轮机构的基本名词术语 以尖顶从动件为对象予以介绍
h
w d′ S
等宽凸轮机构 Constant-breadth cam mechanism
形封闭型凸轮机构 Form-closed cam mechanism
等径凸轮机构
共轭凸轮机构
Conjugate yoke radial cam mechanism Conjugate cam mechanism
5.Follower Arrangement 按从动件的位置分类
disk cam
Plate cam
Grooved cam
Cylindrical cam （圆柱凸轮）
End cam （端面凸轮）
4.Force and form closure 按凸轮高副的锁合方式分类
➢ Force closure（力封闭） 重力封闭 弹性力封闭
➢ Form closure（形封闭）
B
return 回程 B0 S rb
O
S S
360º
,t
Байду номын сангаасangle for return
（回程角）
S
w
D
inner dwell 近停
基基圆圆
angle for dwell
（近停角）s
D0
从动件的运动线图(Diagram of motion) 位移线图(Displacement diagram)—反映了从动件的位
rb
d0 dS
d′0
对心式尖顶从动件 盘形凸轮机构
base circle 基圆 radius（基圆半径）rb
rise 推程
follower travel（升距 ）h
cam angle for rise
（推程角）
位移曲线
s
outer dwell 远停
B
angle for outer dwell
h
（远停角）s
Chap.9 Cam Mechanism
第九章 凸轮机构及其设计
内容:
➢ 凸轮机构的分类和应用
➢从动件运动规律极其选择. ➢凸轮机构基本尺寸的确定. ➢凸轮轮廓的设计.
难点 :
➢ 理解如何用反转法设计凸轮轮廓 。 ➢ 理解一些凸轮机构的基本概念,如压力角。
§9-1 概述
1 什么是凸轮? Simple Cam experiment:
3 ─ frame
3.特点 优点: 1) 结构简单。 2)能够较精确的实现输入和输出的运动规律。
缺点: 1)制造较困难。 2) 高副，不宜重载。
4. 应用 凸轮机构在对开印刷机中的应用
凸轮机构在胶印机中的应用
凸轮机构在内燃机中的 应用
4. 应用
齿轮凸轮组合机构
内燃机配气凸轮机构
双凸轮机构
移s 随时间t 或凸轮转角 变化的规律。
速度线图(Velocity diagram)—反映了从动件的速度v 随
时间t 或凸轮转角 变化的规律。
加速度线图(Acceleration diagram)—反映了从动件的加
速度a 随时间t 或凸轮转角 变化的规律。
跃度线图线(Jerk diagram)—反映了从动件的跃度j 随时
力封闭型凸轮机构 Force-closed cams
弹簧力封闭 Force-closed by preloaded spring
重力封闭 Force-closed by gravity
形封闭型凸轮机构 Form-closed cams
凹槽凸轮机构 Plate-groove cam mechanism
间t 或凸轮转角 变化的规律。
结论 凸轮轮廓曲线的形状决定了从动件的运动规律。要使从 动件实现某种运动规律，就要设计出与其相应的凸轮轮廓曲 线。
2.从动件运动规律
从动件的运动规律(Law of motion)，由凸轮轮廓曲线(Cam profile)形状决定。从动件不同的运动规律，要求凸轮具有不 同形状的轮廓曲线。